分子晶体和共价晶体课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第三章

晶体结构与性质第二节

分子晶体与共价晶体第1课时

分子晶体与共价晶体晶体分类举例构成粒子粒子间作用离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体CO2NaClCu金刚石分子原子阴、阳离子金属阳离子、自由电子分子间作用力氢键

范德华力共价键离子键金属键化学键一、分子晶体1.定义：只含分子的晶体称为分子晶体。分子晶体中相邻的分子间以____________________相互吸引。分子间作用力分子分子间作用力分子晶体构成粒子粒子间的作用力分子内各原子间共价键(单原子分子中无共价键)2.常见的分子晶体如H2O、H2S、NH3、CH4、HX等如CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等卤素X2、硫(S8)、N2、白磷(P4)、稀有气体、C60

等；如He、Ne、Ar、Kr等如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等如乙醇、冰醋酸、蔗糖等①所有非金属氢化物：②部分非金属单质：④稀有气体：③部分非金属氧化物：⑤几乎所有酸：⑥大多数有机物：分子间作用力比化学键弱得多【思考】分子晶体的熔点、硬度如何？原因？3、物理特性：（1）分子晶体熔点低、硬度小（2）分子晶体不导电。（在固体或熔融状态下均不导电）（3）溶解性：遵循“相似相溶”原理、氢键【思考】导电性、溶解性？【思考】M(H2O)＜M(H2S)，为什么水的熔点却高于硫化氢的熔点呢？H2S晶体中分子间作用力为范德华力；水分子间存在氢键。→判断是否为分子晶体

分子晶体熔沸点比较的方法①若分子间存在氢键，熔沸点较高。②结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。③相对分子质量相近时，分子极性越大，熔沸点越高。④有机物的同分异构体中，支链数越多，熔沸点越低。正误判断(1)组成分子晶体的微粒是分子，在分子晶体中一定存在共价键和分子间作用力（

）(2)分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键（

）(3)分子晶体熔化或溶于水均不导电（

）(4)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大（

）(5)水分子间存在着氢键，故水分子较稳定（

）(6)H2SO4为强电解质，硫酸晶体是能导电的（

）(7)SiCl4晶体是分子晶体，熔点高于CCl4（

）×××××√√干冰晶胞

冰的结构【思考】在分子晶体中，分子间的作用力不同时会对分子结构产生什么影响？4、分子晶体的结构特征每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子有____个。干冰中分子间作用力为

。12（1）干冰的结构特征——分子密堆积范德华力

大多数分子晶体的结构特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子。干冰晶胞心对心心对空分子非密堆积分子密堆积范德华力无方向性和饱和性（2）冰的结构特征冰晶体中每个H2O分子周围紧邻的H2O分子有__个4冰晶体的分子间作用力与干冰晶体中的分子间作用力是否相同？不一样。水分子间存在氢键，氢键有饱和性和方向性水分子中存在氢键，由于氢键具有方向性，氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键，因此冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子。——分子非密堆积H2S晶体中分子之间只有范德华力，范德华力无饱和性与方向性，能够形成分子密堆积。因此，一个H2S分子周围有12个紧邻分子。冰晶体中水分子间存在氢键，氢键具有方向性，这迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的四个相邻水分子形成氢键，属于非密堆积。因此，冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子。微粒间作用力________________________微粒堆积方式________________________举例干冰、I2、C60等范德华力范德华力和氢键密堆积非密堆积分子晶体的比较HF晶体、NH3晶体、冰熔点/℃沸点/℃-56.2-78.5熔点/℃沸点/℃17232230干冰（CO2）二氧化硅（SiO2）【思考】同为第ⅣA族元素的氧化物，两种晶体的熔沸点却相差很大，这是为什么呢？构成粒子分子原子共价键分子间作用力分子晶体共价晶体粒子间的相互作用熔点低熔点高二、共价晶体相邻原子间以

键结合而形成的具有三维骨架结构（空间立体网状结构）的晶体1.概念：共价硅原子共价键金刚石SiO2共价晶体构成粒子原子粒子间的作用力共价键【思考】SiO2晶体中是否存在SiO2分子？共价晶体中不存在分子，没有分子式，化学式表示最简整数比。整块晶体是一个立体的网状结构【思考】除了金刚石和SiO2，还有哪些物质属于共价晶体呢？（1）某些单质：硅(Si)、锗(Ge)、灰锡(Sn)、硼(B)、金刚石等（2）某些非金属化合物：二氧化硅(SiO2)、金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）等2、类别：α-Al2O3属于共价晶体，俗称刚玉判断是否为共价晶体C—C键键长(pm)键能(kJ/mol)熔点(℃)硬度均为154347.7＞3500天然最大很高很短很大特性：共价晶体熔点高、硬度大，一般不导电（但硅、锗是半导体）——影响共价晶体物理性质的主要因素共价键109°28'熔沸点变化取决于共价键的强弱金刚石的相关数据都是共价晶体，结构相似原子半径：Si

C键长：Ge—Ge

Si—Si

C—C晶体锗、晶体硅、金刚石的熔点、硬度依次

。>>>升高结构相似的共价晶体：原子半径越小

晶体熔沸点越高键长越短

键能越大

一个金刚石晶胞中，含有

个碳原子8每个碳原子与

个碳原子成键，碳原子采取

杂化轨道形成共价键三维骨架结构，键角为

。4sp3109°28′正四面体1mol金刚石可以形成

个C-C共价键2NA典型的共价晶体：金刚石最小的环为

元环6将C换成Si，并在两个Si之间插入1个O典型的共价晶体：金刚石和SiO2典型的共价晶体：SiO2在SiO2晶体中，每个硅原子采取____杂化，在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是_____。sp31∶21molSiO2中含有

个Si—O共价键4NA最小的环为

元环12事实上，SiO2晶体中Si-O-Si键并不是180°（O的价层电子对数也为4，其实是有折角的）1mol金刚石中含

个

C-C键1molSiO2中含

个Si-O键2NA4NA用途：石英的左、右型晶体低温石英：硅氧四面体相连构成的螺旋链石英钟表二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构1、天然金刚石2、人工合成金刚石（1）高压合成（2）低压合成晶体类型共价晶体分子晶体组成微粒作用力物理特性溶解性导电性原子分子共价键（强）分子间作用力（弱得多）熔点高、硬度大熔点低、硬度小不溶于任何溶剂相似相溶、氢键不导电，个别为半导体固体和熔融状态都不导电，部分溶于水导电（2023浙江1月选考，17）(3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是___________，该化合物的化学式为___________。共价晶体SiP2（2023山东卷，16）-40℃时，F2与冰生成HOF与HF。常温常压下，HOF为无色气体，固态HOF的晶体类型为

。分子晶体分子晶体：由分子构成共价晶体：由原子构成，有三维骨架（立体网状）【思考】含有共价键一定是共价晶体吗？BBBC共价晶体：金刚石、石英、金刚砂（SiC）剩余为分子晶体124干冰晶体分子间为范德华力，属于分子密堆积，配位数为12；冰晶体分子间有氢键和范德华力，氢键有方向性，迫使在四面体中心的H2O分子与顶角上的四个相邻的H2O形成氢键，配位数为4面对角线与边长关系：边长a

ld体对角线与边长关系：

laa勾股定理：l2=a2+a2=2a2

d2=a2+l

2=3a2

设晶胞参数为